Vidéo: Utilisation des flexibilités pour équilibrage du périmètre d’équilibre

 

La vidéo suivante montre les premiers résultats d’une simulation du périmètre d’équilibre de la cellule énergétique de Trèves pour janvier de l’année 2018 (sur base de données de l’année 2014). La production ou l’achat d'électricité sont représentés par des valeurs positives, toutes les valeurs négatives indiquent la consommation ou la vente d'électricité.

Dans la partie supérieure de la vidéo les producteurs (petites installations de cogénération) et les consommateurs (pompes à chaleur, PAC) opèrent dans un mode conventionnel : Les installations de cogénération et les PAC répondent exclusivement à la demande de chaleur.

La partie inférieure de la vidéo par contre montre un mode d’opération de production et de consommation flexible basé sur la disponibilité des énergies renouvelables fluctuantes (ENR). Dans les deux cas, les unités de production et de consommation sont équipées d'accumulateurs de chaleur.

L’objectif des simulations est d’équilibrer l'erreur de prévision dans les énergies renouvelables (ENR) à l'aide de différentes options de flexibilité. Dans le cadre du processus d'optimisation du périmètre d’équilibre, la production et la consommation seront équilibrées tout en gardant l'équilibre à l'intérieur d'une cellule énergétique. 

La vidéo montre également comment une optimisation continue de la flexibilité dans l’utilisation des installations de cogénération (côté production) et des PAC (côté  consommation) peut être adaptée à la production fluctuante des ENR.

Dans le cadre de la simulation intermédiaire, le bilan est d'abord soldé sur la base des prévisions de production et de consommation d'électricité sur le marché day-ahead. Dans l’avenir un commerce bilatéral entre les cellules énergétiques voisines pourra compléter cette action. Une compensation à court terme habituellement fait sur le marché intrajournalier sera effectuée dans la simulation intermédiaire par le biais des options de flexibilité au sein de chaque cellule énergétique. Les effets de celle-ci seront évalués par rapport au rééquilibrage du périmètre d’équilibre.

Du fait que dans ce premier scénario présenté ici, seule une petite partie des options de flexibilité  (petite cogénération et PAC) se trouve face à une production relativement importante des ENR (locales), l'effet de l'optimisation est encore limité.

Les différences entre les prévisions de la production d'électricité à partir des ENR et la consommation d'électricité et la consommation réelle d'électricité (erreur de prévision) devraient dans ce cas encore être compensées par un échange d'électricité à court terme.

Les mises à jour des simulations avec d'autres options de flexibilité seront progressivement disponibles sur ce site. Ainsi, les effets de l'utilisation optimisée des flexibilités seront de plus en plus évidents y compris dans l'échange mutuel entre les cellules énergétiques.

 

 

Description des différents graphiques:

Echange avec le réseau électrique

La courbe grise indique les quantités d'énergie vendues (valeur positive) ou achetées (valeur négative) la veille sur la base des prévisions disponibles en ce moment pour clôturer le bilan. Ces quantités d'énergie ont été commercialisées et ne peuvent plus être révisées. La surface bleue représente l'écart restant après utilisation de toutes les options de flexibilité disponibles. Cette valeur représente actuellement un besoin en énergie d'équilibrage. Dans l'avenir, il indiquera le besoin en options de flexibilité supplémentaires ou en échange d’énergie entre les cellules énergétiques.

 

Énergies renouvelables fluctuantes (ENR)

Le graphique montre la somme de la production d'électricité de toutes les ENR confondues. La courbe noire montre la somme des prévisions de production des ENR (prévision à un jour). La différence décrit la variation par rapport aux prévisions et le besoin en énergie à compenser par des options de flexibilité pour obtenir un équilibre au sein de la cellule énergétique. 

 

Installations productrices avec stockage thermique

La ligne bleue indique la production programmée des installations de cogénération. La ligne grise indique le niveau de remplissage des accumulateurs thermiques raccordés aux installations.

Les installations de cogénération produisent principalement de la chaleur qui sera fournie selon les besoins des clients raccordés. Sans optimisation, la chaleur est générée à la demande de ceux-ci. Ainsi le  stockage thermique raccordé n'est sollicité que très rarement (ligne grise dans le graphique du haut). La production d'électricité suit donc la demande en chaleur.

Une utilisation flexible des installations de cogénération est liée à l’usage des accumulateurs thermiques connectés. Car chaque MWh d'électricité générée produit en même temps de la chaleur. Grâce à une optimisation continue, les installations et les accumulateurs thermiques sont pilotés de la manière que d’un côté la disponibilité de la cogénération en cas de besoin d'équilibrage soit aussi élevée que possible et que de l’autre côté l'apport en chaleur puisse être assuré à tout moment. Cela signifie qu’en cas de besoin en chaleur lié à une forte production à partir des ENR, les accumulateurs thermiques seront remplis en amont. Par contre pour conserver leur potentiel de flexibilité, les accumulateurs ne seront jamais ni entièrement remplis ni entièrement vidés (ligne grise dans le graphique inférieur).

 

Consommation électrique (charge flexible)

La ligne bleue indique la consommation programmée des PAC, la ligne grise montre le niveau de remplissage des accumulateurs thermiques raccordés aux PAC.

Les PAC consomment de l'électricité pour produire de la chaleur. Sans flexibilisation, la PAC ne fonctionne qu'en fonction des besoins en chaleur du client Ainsi le  stockage thermique raccordé n'est sollicité que très rarement (ligne grise dans le graphique du haut).

Le stockage thermique rend l'utilisation flexible des PAC possible. Ainsi une optimisation du périmètre d’équilibre se fait en ajustant l’opération des PAC en permanence et à court terme. En même temps, l'apport en chaleur doit être garanti à tout moment.

Au lieu de garder le périmètre d’équilibrage équilibré en intervenant dans la production d'électricité, l’option décrite déplace une partie de la demande d'électricité vers le moment le plus favorable possible. Ce décalage modifie le fonctionnement programmé des PAC en aval tout en le réajustement continuellement aux pas horaires de 15 minutes.

Comme pour les installations de cogénération, le réservoir thermique des PAC ne doit être ni entièrement rempli ni entièrement vidé pour assurer son bon fonctionnement. La ligne bleue du graphique inférieur montre le mode d’opération flexible des PAC, la ligne grise signifie le niveau de remplissage des accumulateurs thermiques fluctuant.